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（全套CAD）氣動機械手升降臂結構及面板操縱式點位示教部分控制軟件設計（終稿）

的，也可以實現連續軌控制，伺服型具有伺服系統定位控制系統，般的伺服型通用機械手屬于數控類型。二按驅動方式分液壓傳動機械手液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅動執行機構運動的機械手。其主要特點是抓重可達幾百公斤以上傳動平穩結構緊湊動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅動系統，可實現連續軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。氣壓傳動機械手氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅動執行機構運動的機械手。其主要特點是介質李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重般在公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速輕載高溫和粉塵大的環境中進行工作。機械傳動機械手機械傳動機械手即由機械傳動機構如凸輪連桿齒輪和齒條間歇機構等驅動的機械手。它是種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，用于工作主機的上下料。動作頻率大，但結構較大，動作程序不可變。電力傳動機械手電力傳動機械手即有特殊結構的感應電動機直線電機或功率步進電機直接驅動執行機構運動的械手，因為不需要中間的轉換機構，故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發展前途。三按控制方式分點位控制點位控制的運動為空間點到點之間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其運動軌跡。氣動,機械手,升降,結構,面板,操縱,動力,點位示教,部分,部份,控制,節制,軟件設計,畢業設計,全套,圖紙,下載北京信息科技大學畢業設計論文題目氣動機械手升降臂結構設計，面板操縱式有動力點位示教部分控制軟件設計學院機電工程學院專業機械設計制造及其自動化機電方向學生姓名指導老師督導老師摘要本文簡要介紹了工業機器人的概念，機械手的組成和分類，氣動技術的特點，控制的特點,觸摸屏的特點及國內外的發展狀況。本文對機械手進行總體方案設計，確定了機械手的技術參數。同時，設計計算了機械手的升降臂和回轉臂結構，設計了機械手的手部結構。本文系統地研究了機械手的氣動系統，對氣壓系統工作原理圖的參數進行了了解，大大提高了繪圖效率和圖紙質量。利用可編程序控制器對機械手進行控制，選取了合適的型號，根據機械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，對機械手的面板操縱式有動力點位示教部分控制軟件進行了設計。關鍵詞工業機器人機械手氣動可編程序控制器觸摸屏示教克斯洛伐克小說家劇作家恰佩克在他寫的科學幻想戲劇羅素姆萬能機器人中第次使用了機器人詞。此后被歐洲各國語言所吸收而成為專門名詞。世紀年代末，美國在機械手和操作機的基礎上，采用伺服機構和自動控制等技術，研制出有通用性的獨立的工業用自動操作裝置，并將其稱為工業機器人年代初，美國研制成功兩種工業機器人，并很快地在工業生產中得到應用年，美國通用汽車公司用臺工業機器人組成了焊接轎車車身的自動生產線。此后，各工業發達國家都很重視研制和應用工業機器人。由于工業機器人具有定的通用性和適應性，能適應多品種中小批量的生產，年代起，常與數字控制機床結合在起，成為柔性制造單元或柔性制造系統的組成部分。工業機器人由主體驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有個運動自由度，其中腕部通常有個運動自由度驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作圓柱坐標型工業機器人示意圖控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號，并進行控制。工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂當二支點回轉型手指的兩個回轉支點的距離縮小到無窮小時，就變成了支點回轉型手指同理，當二支點回轉型手指的手指長度變成無窮長時，就成為移動型?；剞D型手指開閉角較小，結構簡單，制造容易，應用廣泛。移動型應用較少，其結構比較復雜龐大，當移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應不同直徑的工件。設計時注意的問題具有足夠的握力即夾緊力在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在傳送或操作過程中所產生的慣性力和振動，以保證工件不致產生松動或脫落。二手指間應具有定的開閉角兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應保證工件能順利進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應按最大直徑的工件考慮。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。三保證工件準確定位為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據被抓取工件的形狀，選擇相應的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶形面的手指，以便自動定心。四具有足夠的強度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，當應盡量使結構簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉軸線上，以使手腕的扭轉力矩最小為佳。五考慮被抓取對象的要求根據機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結構是支點兩指回轉型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設計成型。.升降缸的尺寸設計與校核和伸縮缸的選擇氣缸的分類普通氣缸的結構組成見圖。主要由前蓋后蓋活塞活塞桿缸筒其他些零件組成。圖普通氣缸的結構組成組合防塵圈前端蓋軸用密封圈活塞桿缸筒活塞孔用密封圈緩沖調節閥后端蓋氣缸的種類很多。般按壓縮空氣作用在活塞面上的方向結構特征和安裝方式來分類。氣缸的類型單作用氣缸柱塞式氣缸壓縮空氣只能使柱塞向個方向運動借助外力或重力復位活塞式氣缸壓縮空氣只能使活塞向個方向運動借助外力或重力復位或借助彈簧力復位用于行程較小場合薄膜氣動系統也能實現過載保護，便于自動控制。能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致突然中斷。工作環境適應性好。在易燃易爆多塵埃強磁強輻射振動等惡劣環境中，氣壓傳動與控制系統比機械電器及液壓系統優越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。成本低廉。由于氣動系統工作壓力較低，因此降低了氣動元輔件的材質和加工精度要求，制造容易，成本較低。傳統觀點認為由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統中要實現高精度定位比較困難尤其在高速情況下，似乎更難想象。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動技術作為機器人中的驅動功能已有部分被工業界所接受，而且對于不太復雜的機械手，用氣動元件組成的控制系統己被接受，但由于氣動機器人這體系己經取得的系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業自動化領域里，對氣動機械手氣動機器人的實用性和前景存在不少疑慮。由“可編程序控制器傳感器氣動元件”組成的典型的控制系統仍然是自動化技術的重要方面發展與電子技術相結合的自適應控制氣動元件,使氣動技術從“開關控制”進入到高精度的“反饋控制”省配線的復合集成系統,不僅減少配線配管和元件,而且拆裝簡單,大大提高了系統的可靠性。而今,電磁閥的線圈功率越來越小,而的輸出功率在增大,由直接控制線圈變得越來越可能。氣動機械手氣動控制越來越離不開,而閥島技術的發展,又使在氣動機械手氣動控制中變得更加得心應手。課題的主要任務進行氣動機械手的總體研究，并進行整體運動方式設計對氣動機械手氣路了解，進行關鍵部件的研究，完成氣動閥座零件圖。本課題采用的是南通大學電子氣動控制系統實驗臺，設計氣動機械升降臂回轉臂部分結構，進行關鍵部件的設計計算完成氣動機械手升降臂結構裝配圖氣動機械手回轉臂結構裝配圖。設計的氣動機械手伸縮行程，升降行程，旋轉度抓握零件直徑，最大重量.。若欲控制的點數多，則必然增加電氣控制系統的復雜性。目前使用的專用和通用工業機械手均屬于此類。連續軌跡控制連續軌跡控制的運動軌跡為空間的任意連續曲線，其特點是設定點為無限的，整個移動過程處于控制之下，可以實現平穩和準確的運動，并且使用范圍廣，但電氣控制系統復雜。這類工業機械手般采用小型計算機進行控制。.與觸摸屏概述通常稱為可編程邏輯控制器，是種以微處理器為基礎，綜合了現代計算機技術自動控制技術和通信技術發展起來的種通用的工業自動控制裝置，由于它擁有體積小功能強程序設計簡單維護方便等優點，特別是它適應惡劣工業環境的能力和它的高可靠性，使它的應用越來越廣泛，已經被稱為現代工業的三大支柱即機器人和之。人機界面是在操作人員和機器設備之間作雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字按鈕圖形數字等來處理或監控管理及應付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。隨著機械設備的飛速發展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，而且操作困難，無法提高工作效率。但是使用人機界面能夠明確指示并告知操作員機器設備目前的狀況，使操作變的簡單生動，并且可以減少操作上的失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個機器設備。使用人機界面還可以使機器的配線標準化簡單化，同時也能減少控制器所需的點數，降低生產的成本同時由于面板控制的小型化及高性能，相對的提高了整套設備的附加價值。觸摸屏作為種新型的人機界面，從出現就受到關注，它的簡單易用，強大的功能及優異的穩定性使它非常適合用于工業環境，甚至可以用于日常生活之中，應用非常廣泛，比如自動化停車設備自動洗車機天車升降控制生產線監控等，甚至可用于智能大廈管理會議室聲光控制溫度調整。隨著科技的飛速發展，越來越多的機器與現場操作都趨向于使用人機界面，控制器強大的功能及復雜的數據處理也呼喚種功能與之匹配而操作又簡便的人機的出現，觸摸屏的應運而生無疑是世紀自動化領域里的個巨大的革新。.國內外發展狀況國外機器人領域發展近幾年有如下幾個趨勢工業機器人性能不斷提高高速度高精度高可靠性便于操作和維修，而單機價格不斷下降。機械結構向模塊化可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機減速機檢測系統三位體化由關節模塊連桿模塊用重組方式構造機器臂部可沿三個直角坐標移動圓柱坐標型的臂部可作升降回轉和伸縮動作球坐標型的臂部能回轉俯仰和伸縮關節型的臂部有多個轉動關節。工業機器人按執行機構運動的控制機能，又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由點到另點的準確定位，適用于機床上下料點焊和般搬運裝卸等作業連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動，適用于連續焊接和涂裝等作業。工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是以穿孔卡穿孔帶或磁帶等信息載體，輸入已編好的程序。示教輸入型的示教方法有兩種種是由操作者用手動控制器示教操縱盒，將指令信號傳給驅動系統，使執行機構按要求的動作順序和運動軌跡操演遍另種是由操作者直接領動執行機構，按要求的動作順序和運動軌跡操演遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時，控制系統從程序存儲器中檢出相應信息，將指令信號傳給驅動機構，使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。具有觸覺力覺或簡單的視覺的工業機器人，能在較為復雜的環境下工作如具有識別功能或更進步增加自適應自學習功能，即成為智能型工業機器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應環境，并自動完成更為復雜的工作。.機械手的組成及分類機械手的分類機械手主要由執行機構驅動系統控制系統以及位置檢測裝置等所組成。如下示意圖.圖機械手示意圖機械手的分類工業機械手的種類很多，關于分類的問題，目前在國內尚無統的分類標準，在此暫按使用范圍驅動方式和控制系統等進行分類。按用途分機械手可分為專用機械手和通用機械手兩種專用機械手專用機械手是附屬于主機的具有固定程序而無獨立控制系統的機械裝置。專用機械手具有動作少工作對象單結構簡單使用